JP6340362B2 - 歯科目的のための予備焼結ブランク - Google Patents

Description

本発明は、特にブランクが歯科修復物の調製に適している、二ケイ酸リチウムガラスセラミックをベースとする、歯科目的のための予備焼結ブランクに関する。

歯科における予備焼結ブランクの使用に関する報告は、既に最先端技術においてなされている。

ＷＯ２０１０／０１００８７は、加工されて歯科用ベニアを形成する、多孔質ケイ酸塩セラミック造形体を記述している。造形体は、ミリングまたは削合システムによる機械加工の間の、例えば材料破裂による損傷を防ぐため特定の密度を有するべきであり、また選択されたシステムに適しているべきである。

ＵＳ５，１０６，３０３は、場合によって予備焼結され得る、成形セラミック体の倣いミリングによる歯冠およびインレーの調製を記述している。所望の幾何学的形状を達成するため、セラミック体は、所望の高密度までのその後の焼結の間に起こる収縮を考慮して、拡大した形状にミリングされる。場合によって強化用添加剤を含み得る酸化アルミニウムが、特にセラミック材料として使用される。

ＵＳ５，７７５，９１２は、予備焼結した陶歯ペレットを記述しており、このものからＣＡＤ／ＣＡＭシステムによって歯牙構造がミリングされる。この歯牙構造は、所望の歯科修復物を生成させるため、埋め込み材料中に埋め込まれ、焼結され、埋め込み材料から取り出される。使用した陶歯は、白榴石系ガラスセラミックである。

ＵＳ６，３５４，８３６は、ＣＡＤ／ＣＡＭ方法を使用した歯科修復物の製造方法を開示している。このために、セラミック材料、特に酸化アルミニウムおよび酸化ジルコニウムの未焼結または予備焼結塊が使用され、このものは拡大した形状にミリングされ、続いて緻密焼結された後、高強度の歯科修復物をもたらす。しかし、最終的に達成される修復物の寸法変動が小さいことを確実にするためには、使用した焼結炉内の温度差が１０℃未満であることが不可欠であると考えられる。

公知の予備焼結ブランクについて、緻密焼結の間に収縮が生じ、したがって、適用される拡大因子は、適用される予備焼結温度に甚だ大きく依存する。焼結炉内の不均質な温度分布の結果として起こり得るような小さな変動でも、緻密焼結の間に、異なった収縮をもたらす。いかにしても、これらの収縮が、作製される歯科修復物の寸法において所望される小さい許容差を可能にしない。

国際公開第２０１０／０１００８７号 米国特許５，１０６，３０３号明細書 米国特許５，７７５，９１２号明細書 米国特許６，３５４，８３６号明細書

したがって、本発明の目的は、これらの不利点を避け、したがってそれらを調製するため適用される焼結温度の変動に影響され難いブランクを提供することである。同様に、これらのブランクは、通例の削合およびミリング工程によって容易に造形され、これらの工程の間、液体が供給される必要がなく、所望の幾何学的形状を有する歯科修復物を形成し得るものとするべきである。さらに、これらのブランクは、緻密焼結によって処理されて、高強度および光学的に非常に魅力的な歯科修復物を形成することができるものとするべきである。

この目的は、請求項１から９に記載の予備焼結ブランクによって達成される。本発明の他の主題は、請求項１０および１１に記載のブランクの調製方法、請求項１２から１５に記載の歯科修復物の調製方法、ならびに請求項１６に記載のブランクの使用である。

歯科目的のための本発明による予備焼結ブランクは、それが
二ケイ酸リチウムガラスセラミックをベースとし、また
ガラスセラミックの真密度に対して、６０〜９０％、特に６２〜８８％、好ましくは６５〜８７％の相対密度を有することによって、特徴付けられる。

相対密度は、予備焼結ブランクの密度とガラスセラミックの真密度との比率である。

予備焼結ブランクの密度は、その重量をはかり、またその体積を形状的に確認することによって決定される。次いで密度は、公知の式
密度＝質量／体積
により計算される。

ガラスセラミックの真密度は、予備焼結ブランクを、粒子数基準で平均粒径１０〜３０μｍ、特に２０μｍを有する粉末まで粉砕し、比重計によって粉末の密度を確認することによって測定される。粒径の測定は、Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧからのＣＩＬＡＳ（登録商標）粒径分析計１０６４により、ＩＳＯ１３３２０（２００９年）に従って、レーザー回折によって行われた。

驚くべきことに、本発明によるブランクが、単純な方法で乾式機械加工できるだけでなく、著しく異なる予備焼結温度で調製され得、これが、その後の緻密焼結の間に生じる収縮の実質的変化をもたらさないことが見出されている。したがって、生じる収縮を考慮した拡大因子は、非常に正確に決定され得る。これらの有利な特性は、明らかに、上記において示した相対密度まで予備焼結された二ケイ酸リチウムガラスセラミックの特定の挙動に帰せられる。

本ブランクは、実質的に二ケイ酸リチウムガラスセラミックからなることがさらに好ましい。本ブランクは、二ケイ酸リチウムガラスセラミックからなることが特に好ましい。

このガラスセラミックは、好ましい実施形態において、主結晶相として二ケイ酸リチウムを含む。用語「主結晶相」は、他の結晶相と比べて最高の体積割合を有する結晶相を指す。特にこのガラスセラミックは、全ガラスセラミックに対して１０体積％を超える、好ましくは２０体積％を超える、特に好ましくは３０体積％を超える二ケイ酸リチウム結晶を含有する。

二ケイ酸リチウムガラスセラミックは、ＳｉＯ_２およびＬｉ_２Ｏを、好ましくは１．７５〜３．０、特に１．８〜２．６の範囲にあるモル比で、含有する。

さらに好ましい実施形態において、二ケイ酸リチウムガラスセラミックは下記の成分：
成分 重量％
ＳｉＯ_２ ５０．０〜８０．０
Ｌｉ_２Ｏ ６．０〜２０．０
Ｍｅ（Ｉ）_２Ｏ ０〜１０．０、特に０．１〜１０．０
Ｍｅ（ＩＩ）Ｏ ０〜１２．０、特に０．１〜１２．０
Ｍｅ（ＩＩＩ）_２Ｏ_３ ０〜８．０、特に０．１〜８．０
Ｍｅ（ＩＶ）Ｏ_２ ０〜８．０、特に０．１〜８．０
Ｍｅ（Ｖ）_２Ｏ_５ ０〜８．０、特に０．１〜８．０
Ｍｅ（ＶＩ）Ｏ_３ ０〜８．０、特に０．１〜８．０
核生成剤 ０〜８．０、特に０．１〜８．０、
であって、
Ｍｅ（Ｉ）_２Ｏが、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｒｂ_２Ｏ、Ｃｓ_２Ｏまたはそれらの混合物から選択され、
Ｍｅ（ＩＩ）Ｏが、ＣａＯ、ＢａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯおよびそれらの混合物から選択され、
Ｍｅ（ＩＩＩ）_２Ｏ_３が、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３およびそれらの混合物から選択され、
Ｍｅ（ＩＶ）Ｏ_２が、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、ＧｅＯ_２およびそれらの混合物から選択され、
Ｍｅ（Ｖ）_２Ｏ_５が、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｖ_２Ｏ_５およびそれらの混合物から選択され、
Ｍｅ（ＶＩ）Ｏ_３が、ＷＯ_３、ＭｏＯ_３およびそれらの混合物から選択され、ならびに
核生成剤が、Ｐ_２Ｏ_５、金属およびそれらの混合物から選択される成分
の少なくとも１種を含有する。

一価元素の酸化物Ｍｅ（Ｉ）_２Ｏとして、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏが好ましい。

二価元素の酸化物Ｍｅ（ＩＩ）Ｏとして、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯおよびＺｎＯが好ましい。

三価元素の酸化物Ｍｅ（ＩＩＩ）_２Ｏ_３として、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３およびＹ_２Ｏ_３が好ましい。

四価元素の酸化物Ｍｅ（ＩＶ）Ｏ_２として、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２およびＧｅＯ_２が好ましい。

五価元素の酸化物Ｍｅ（Ｖ）_２Ｏ_５として、Ｔａ_２Ｏ_５およびＮｂ_２Ｏ_５が好ましい。

六価元素の酸化物Ｍｅ（ＶＩ）Ｏ_３として、ＷＯ_３およびＭｏＯ_３が好ましい。

核生成剤として、Ｐ_２Ｏ_５が好ましい。

二ケイ酸リチウムガラスセラミックは、好ましくは着色剤および／または蛍光剤を含有する。

着色剤および蛍光剤の例は、無機顔料および／またはｄ−およびｆ−元素の酸化物、例えば、Ｔｉ、Ｖ、Ｓｃ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｔｂ、Ｅｒ、Ｄｙ、Ｇｄ、ＥｕおよびＹｂなどの酸化物である。金属コロイド、例えば、Ａｇ、ＡｕおよびＰｄのコロイドは、着色剤としても使用され得、またさらに核生成剤として作用し得る。これらの金属コロイドは、例えば、溶融および結晶化過程の間における対応する酸化物、塩化物または硝酸塩の還元によって形成され得る。例えば、ドーピングしたスピネル、ケイ酸ジルコン、スズ酸塩、ドーピングしたコランダムおよび／またはドーピングしたＺｒＯ_２が、無機顔料として使用される。

本発明によるブランクは、それらの呈色または半透明性に関して異なっている、少なくとも２つの領域、特に層、を有することが好ましい。本ブランクは、呈色または透光性において異なる少なくとも３つかつ１０まで、特に好ましくは少なくとも３つかつ８つまで、またより一層好ましくは少なくとも４つかつ６つまでの領域、特に層、を有することが好ましい。天然の歯牙材料の模倣に、丁度いくつかの異なる呈色領域、特に層が存在するので、非常に成功している。連続的な色の遷移を確保するため、少なくとも１つの領域または層が色勾配を有することも可能である。

さらなる好ましい実施形態において、本発明によるブランクは、加工装置内にそれを固定するための保持具を有する。他の好ましい実施形態において、本発明によるブランクは、歯科インプラントに接続するための接合部を有する。

保持具は、ブランクを加工装置内、特にミリングもしくは削合装置内に固定することを可能にする。保持具は、通常ピンの形態にあり、金属またはプラスチックからなることが好ましい。

接合部は、インプラントと、その上にはめ込んだ歯科修復物、特にアバットメントクラウンなど、との間の接続を確実にするものであり、ブランクの機械加工および緻密焼結によって得られている。この接続部は、回転して固定されることが好ましい。接合部は、特に、ボアなどの凹部の形態で存在する。接合部の特定の幾何学的形状は、通常、それぞれの場合に使用されるインプラントシステムに応じて選択される。

本発明はまた、本発明によるブランクの調製方法であって、
（ａ）粉末または粒状物の形態のケイ酸リチウムガラスがプレスされて、ガラスブランクを形成し、
（ｂ）このガラスブランクが、二ケイ酸リチウムガラスセラミックをベースとする予備焼結ブランクを調製するために熱処理され、熱処理の温度が、
（ｉ）少なくとも５００℃、特に少なくとも５４０℃、好ましくは少なくとも５８０℃であり、および
（ｉｉ）少なくとも３０Ｋ、特に少なくとも５０Ｋ、好ましくは少なくとも７０Ｋにわたって広がり、相対密度の変動が、２．５％未満、特に２．０％未満、好ましくは１．５％未満である範囲にある
方法にも関する。
例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
二ケイ酸リチウムガラスセラミックをベースとする、歯科目的のための予備焼結ブランクであって、ガラスセラミックの真密度に対して、６０〜９０％、特に６２〜８８％、好ましくは６５〜８７％の相対密度を有するブランク。
（項目２）
実質的に二ケイ酸リチウムガラスセラミックからなる、項目１に記載のブランク。
（項目３）
前記ガラスセラミックが、主結晶相として二ケイ酸リチウムを含み、特に１０体積％を超える、好ましくは２０体積％を超える、特に好ましくは３０体積％を超える二ケイ酸リチウム結晶を含有する、項目１から２のいずれか一項に記載のブランク。
（項目４）
前記二ケイ酸リチウムガラスセラミックが、下記の成分：
成分 重量％
ＳｉＯ _２ ５０．０〜８０．０
Ｌｉ _２ Ｏ ６．０〜２０．０
Ｍｅ（Ｉ） _２ Ｏ ０〜１０．０、特に０．１〜１０．０
Ｍｅ（ＩＩ）Ｏ ０〜１２．０、特に０．１〜１２．０
Ｍｅ（ＩＩＩ） _２ Ｏ _３ ０〜８．０、特に０．１〜８．０
Ｍｅ（ＩＶ）Ｏ _２ ０〜８．０、特に０．１〜８．０
Ｍｅ（Ｖ） _２ Ｏ _５ ０〜８．０、特に０．１〜８．０
Ｍｅ（ＶＩ）Ｏ _３ ０〜８．０、特に０．１〜８．０
核生成剤 ０〜８．０、特に０．１〜８．０、
であって、
Ｍｅ（Ｉ） _２ Ｏが、Ｎａ _２ Ｏ、Ｋ _２ Ｏ、Ｒｂ _２ Ｏ、Ｃｓ _２ Ｏまたはそれらの混合物から選択され、
Ｍｅ（ＩＩ）Ｏが、ＣａＯ、ＢａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯおよびそれらの混合物から選択され、
Ｍｅ（ＩＩＩ） _２ Ｏ _３ が、Ａｌ _２ Ｏ _３ 、Ｌａ _２ Ｏ _３ 、Ｂｉ _２ Ｏ _３ 、Ｙ _２ Ｏ _３ 、Ｙｂ _２ Ｏ _３ およびそれらの混合物から選択され、
Ｍｅ（ＩＶ）Ｏ _２ が、ＺｒＯ _２ 、ＴｉＯ _２ 、ＳｎＯ _２ 、ＧｅＯ _２ およびそれらの混合物から選択され、
Ｍｅ（Ｖ） _２ Ｏ _５ が、Ｔａ _２ Ｏ _５ 、Ｎｂ _２ Ｏ _５ およびそれらの混合物から選択され、
Ｍｅ（ＶＩ）Ｏ _３ が、ＷＯ _３ 、ＭｏＯ _３ およびそれらの混合物から選択され、ならびに
核生成剤が、Ｐ _２ Ｏ _５ 、金属およびそれらの混合物から選択される成分
の少なくとも１種を含有する、項目１から３のいずれか一項に記載のブランク。
（項目５）
それらの呈色または透光性によって異なる、少なくとも２つの領域、特に層を有する、項目１から４のいずれか一項に記載のブランク。
（項目６）
加工装置のための保持具を有する項目１から５のいずれか一項に記載のブランク。
（項目７）
歯科インプラントに接続するための接合部であり、特に凹部の形態の接合部を有する、項目１から６のいずれか一項に記載のブランク。
（項目８）
項目１０または１１のいずれか一項に記載の方法によって得ることができる、項目１から７のいずれか一項に記載のブランク。
（項目９）
（ａ）粒子数基準で平均粒径＜１００μｍを有する、対応する出発ガラスの粉末が、２０ＭＰａ〜２００ＭＰａ、好ましくは４０〜１２０ＭＰａ、特に好ましくは５０〜１００ＭＰａの圧力で一軸的にまたは静水圧的にプレスされ、ならびに
（ｂ）得られたガラス粉末の圧粉体が、２〜１２０分間、好ましくは５〜６０分間、特に好ましくは１０〜３０分間、
（ｉ）少なくとも５００℃、特に少なくとも５４０℃、好ましくは少なくとも５８０℃である、および
（ｉｉ）少なくとも３０Ｋ、特に少なくとも５０Ｋ、好ましくは少なくとも７０Ｋにわたって広がり、相対密度が、２．５％未満、特に２．０％未満、好ましくは１．５％未満で変動する範囲にある
温度で熱処理される場合に得られる相対密度を有する、項目１から８のいずれか一項に記載のブランク。
（項目１０）
項目１から７または項目９の一項に記載のブランクの調製方法であって、
（ａ）粉末または粒状物の形態のケイ酸リチウムガラスがプレスされて、ガラスブランクを形成し、
（ｂ）前記ガラスブランクが、二ケイ酸リチウムガラスセラミックをベースとする予備焼結ブランクを調製するために熱処理され、前記熱処理の温度が、
（ｉ）少なくとも５００℃、特に少なくとも５４０℃、好ましくは少なくとも５８０℃であり、および
（ｉｉ）少なくとも３０Ｋ、特に少なくとも５０Ｋ、好ましくは少なくとも７０Ｋにわたって広がり、相対密度が、２．５％未満、特に２．０％未満、好ましくは１．５％未満で変動する範囲にある
方法。
（項目１１）
ステップ（ａ）において、それらの呈色または透光性に関して異なる、少なくとも２種のケイ酸リチウムガラスが使用される、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
歯科修復物の調製方法であって、
（ｉ）項目１から９のいずれか一項に記載の、前記二ケイ酸リチウムガラスセラミックをベースとする予備焼結ブランクが、機械加工により成形されて、前記歯科修復物の前駆体を形成し、
（ｉｉ）前記前駆体が、前記歯科修復物を生成させるため実質的に緻密焼結され、ならびに
（ｉｉｉ）場合によって前記歯科修復物の表面に、仕上げが提供される
方法。
（項目１３）
前記機械加工が、コンピュータ制御されるミリングおよび／または削合装置により行われる、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
項目１０または１１に記載の方法が、前記二ケイ酸リチウムガラスセラミックをベースとする予備焼結ブランクを得るために行われる、項目１２または１３に記載の方法。
（項目１５）
前記歯科修復物が、クラウン、アバットメント、アバットメントクラウン、インレー、アンレー、ベニア、シェル、ブリッジおよび上部構造から選択される、項目１２から１４のいずれか一項に記載の方法。
（項目１６）
歯科修復物および、特にクラウン、アバットメント、アバットメントクラウン、インレー、アンレー、ベニア、シェル、ブリッジおよび上部構造を調製するための、項目１から９のいずれか一項に記載のブランクの使用。

図１は、計算した拡大因子を、適用した温度に対してプロットしている。 図２は、通常、ガラス粉末の圧粉体の熱処理の間に経過する相を、実施例２による組成を有する圧粉体の温度に対して拡大因子をプロットすることによって、例示している。

段階（ａ）では、粉末または粒状物の形態のケイ酸リチウムガラスがプレスされて、ガラスブランクを形成する。

用いられるケイ酸リチウムガラスは、通常、適切な出発材料、例えば炭酸塩、酸化物、リン酸塩およびフッ化物など、の混合物を、特に１３００〜１６００℃の温度で２〜１０時間溶融することにより、調製される。特に高い均質性を達成するため、得られたガラス溶融物を、ガラス粒状物を形成するため水に注入し、次いで得られた粒状物は再溶融される。

粒状物は、次いで所望の粒径まで粉砕され、特に、粒子数基準で平均粒径＜１００μｍを有する粉末まで粉砕される。

次いで粒状物または粉末は、場合によってプレス補助剤またはバインダーと一緒に、通常、圧縮成形モールド内に置かれ、プレスされて、ガラスブランクを形成する。加えられる圧力は、特に２０〜２００ＭＰａの範囲内にある。プレスのため一軸プレスが好ましく使用される。プレスは、特に静水圧プレス、好ましくは冷間静水圧プレスとすることもできる。

異なる呈色または透光性を有するガラス粉末またはガラス粒状物の使用により、異なる呈色の、または異なる透光性の領域および特に層を有するガラスブランクを生成し得る。例えば、異なる呈色の粉末または粒状物を、圧縮成形モールドにおいて互いの上部に配置し得、多色ガラスブランクが生成される結果となる。多色により、最終的に調製した歯科修復物に天然歯牙材料の外観を与えることが大幅に可能になる。

段階（ｂ）では、得られた単色または多色ガラスブランクが、二ケイ酸リチウムの制御された結晶化、したがって二ケイ酸リチウムガラスセラミックの形成ならびに予備焼結をもたらすために、熱処理に掛けられる。この熱処理は、特に温度５００〜９００℃、好ましくは５４０〜９００℃、特に好ましくは５８０〜９００℃で行われる。この熱処理は、特に２〜１２０分、好ましくは５〜６０分、特に好ましくは１０〜３０分の時間の間行われる。

温度範囲（ｂ）（ｉｉ）は、温度変化にも拘らず、相対密度がほとんど変化しない範囲を記述している。したがってこの範囲は、以下で「プラトー」とも呼ばれる。この範囲において可能な相対密度の変動は、この範囲における相対密度の最大および最小値からの％として、
（最大値−最小値）／最大値×１００
から計算される。

驚くべきことに、その生産および予備焼結の間、特定の温度範囲において二ケイ酸リチウムガラスセラミックが、相対密度において本質的に全く変化を示さず、したがって緻密焼結の間の線収縮および拡大因子において全く変化しないことが示されている。これらの範囲は、温度に対する相対密度、線収縮または拡大因子のグラフ表示において「プラトー」としても呼ばれる。したがって、この範囲では、その後の歯科修復物のはめ込みの正確さについて重要であるブランクの特性は、本質的に温度に依存しない。この結果は、温度が「プラトー」範囲内にある限り、ブランクが、例えば、焼結炉内の温度変動または温度勾配に影響され難い傾向があるという重要な実際的利点である。

したがって、本発明により、本発明の方法により得ることができる予備焼結ブランクが、特に好ましい。

特に好ましいものは、本発明によるブランクであって、
（ａ）粒子数基準で平均粒径＜１００μｍを有する、対応する出発ガラスの粉末が、２０〜２００ＭＰａ、好ましくは４０〜１２０ＭＰａ、特に好ましくは５０〜１００ＭＰａの圧力で一軸的にまたは静水圧的にプレスされ、ならびに
（ｂ）得られたガラス粉末の圧粉体が、２〜１２０分間、好ましくは５〜６０分間、特に好ましくは１０〜３０分間、
（ｉ）少なくとも５００℃、特に少なくとも５４０℃、好ましくは少なくとも５８０℃である、および
（ｉｉ）少なくとも３０Ｋ、特に少なくとも５０Ｋ、好ましくは少なくとも７０Ｋにわたって広がり、相対密度の変動が、２．５％未満、特に２．０％未満、好ましくは１．５％未満である範囲にある
温度で熱処理される場合に得られる相対密度を有するブランクである。

図２は、通常、ガラス粉末の圧粉体の熱処理の間に経過する相を、実施例２による組成を有する圧粉体の温度に対して拡大因子をプロットすることによって、例示している。約５００℃までの相Ｉにおいて、加熱および存在する任意のバインダーの除去が行われる。約５００〜約６００℃の相ＩＩにおいて、焼結および結晶化が行われ、また約６００〜約８５０℃のプラトーである相ＩＩＩにおいて二ケイ酸リチウムガラスセラミックをベースとする本発明による予備焼結ブランクが存在する。次いで、約８５０〜約９５０℃で、ブランクの焼結が行われる。

本発明による予備焼結ブランクは、塊、円板または円筒の形態で存在することが好ましい。これらの形態において、所望の歯科修復物を形成するさらなる加工が特に容易である。

予備焼結ブランクは、特にさらに加工されて、歯科修復物を形成する。したがって、本発明はまた、歯科修復物の調製方法であって、
（ｉ）二ケイ酸リチウムガラスセラミックをベースとする本発明にしたがう予備焼結ブランクが、機械加工により成形されて、歯科修復物の前駆体を形成し、
（ｉｉ）この前駆体が、歯科修復物を生成させるため実質的に緻密焼結され、ならびに
（ｉｉｉ）場合によってこの歯科修復物の表面に、仕上げが提供される
方法にも関する。

段階（ｉ）において、機械加工は通常、材料除去工程、特にミリングおよび／または削合によって行われる。機械加工は、コンピュータ制御されるミリングおよび／または削合装置により行われることが好ましい。特に好ましくは、機械加工がＣＡＤ／ＣＡＭ方法の一部として行われる。

本発明によるブランクは、特に、開放気孔を有しかつ低強度であるため、非常に容易に機械加工され得る。削合またはミリングの間液体を使用する必要がないことが特に有利である。これに反して、従来のブランクに対して、いわゆる湿式削合方法がしばしば必要である。

機械加工は、通常、得られた前駆体が、所望される歯科修復物から拡大された形態となるような形で行われる。それによって、その後の緻密焼結の間に起こる収縮が考慮されている。本発明によるブランクは、それに適用される拡大因子が、非常に正確に決定され得るという特有の利点を有する。拡大因子は、それにより、緻密焼結後に得られた歯科修復物が所望の寸法を有するように、予備焼結ブランクから前駆体が拡大されて削合またはミリングされなければならない係数である。

拡大因子Ｆ_ｖ、相対密度ρ_ｒ、および残余線収縮Ｓは、下記のように互いに変換され得る：
Ｓ＝１−ρ_ｒ ^１／３
Ｆ_ｖ＝１／（１−Ｓ）
好ましい実施形態において、本発明により、上述の方法により作製されたブランクが予備焼結ブランクとして使用される。

段階（ｉｉ）において、得られた前駆体は、所望の幾何学的形状を有する歯科修復物を生成させるように、実質的に緻密焼結される。

緻密焼結のために、前駆体は、温度７００〜１０００℃で熱処理されることが好ましい。熱処理は、２〜３０分の期間の間行われる。

緻密焼結後、二ケイ酸リチウムガラスセラミックをベースとする歯科修復物が存在する。二ケイ酸リチウムが主結晶を構成することが好ましい。この二ケイ酸リチウムガラスセラミックは、優れた光学的および機械的特性ならびに高い化学的安定性を有する。こうして、本発明による方法を用いて、高い要求を満たす歯科修復物を調製し得る。

歯科修復物は、クラウン、アバットメント、アバットメントクラウン、インレー、アンレー、ベニア、シェルおよびブリッジならびに、例えば、酸化物セラミック、金属もしくは歯科用合金からなり得るマルチパート修復フレーム向けの上部構造から選択されることが好ましい。

変形を避けるために歯科修復物の前駆体が支持されることは、緻密焼結にとって有利となり得る。支持体は、前駆体と同一の材料からなり、したがって焼結の際に同一の収縮を示すことが好ましい。支持体は、それらの幾何学的形状に関して前駆体に適応させた、例えば、支持構造体または支持モールドの形態であり得る。

場合による段階（ｉｉｉ）において、歯科修復物の表面に、仕上げを提供することもできる。特に、温度６５０〜９００℃で施釉焼成を行うこと、または修復物を研磨することも可能である。

本発明による予備焼結ブランクの記述された特性のため、予備焼結ブランクは、とりわけ歯科修復物を作製するのに適している。したがって、本発明はまた、歯科修復物を調製するための、また特に、クラウン、アバットメント、アバットメントクラウン、インレー、アンレー、ベニア、シェルおよびブリッジならびに上部構造を調製するための本ブランクの使用にも関する。

粒子数基準で示された平均粒径は、ＩＳＯ１３３２０（２００９年）に従って、Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧからのＣＩＬＡＳ（登録商標）粒径分析計１０６４により、レーザー回折によって室温で決定された。

本発明は、実施例によって以下においてより詳細に説明される。

（実施例１〜４）
表Ｉ中に示した組成を有する、主結晶相として二ケイ酸リチウムを有する合計４個のガラスセラミックは、対応する出発ガラスを溶融し、次いで、熱処理によって、それらから作製した、ガラス粉末ブランクを予備焼結し、かつ制御された様式でそれらを結晶化することによって調製した。

このため、１００〜２００ｇの規模の出発ガラスを、通例の原料から最初に１４００〜１５００℃で溶融し、その際、溶融は、気泡または条痕を形成せずに、非常に容易に実施可能であった。出発ガラスを水に注入することによって、ガラスフリットを調製し、次いでこれを二回目は均質化のため１４５０〜１５５０℃で１〜３時間溶融した。

得られたガラス溶融物を、次いで１４００℃まで冷却し、水に注入することによって微粒子粒状物に変換した。粒状物を乾燥し、粒子数基準で平均粒径＜１００μｍを有する粉末まで粉砕した。これらの粉末を、いくらかの水で湿らせ、２０〜２００ＭＰａのプレス圧でプレスして、粉末の圧粉体を形成した。

これらの粉末の圧粉体を、次いで、表Ｉにおいてそれぞれの組成物についてプラトーとして示される範囲にある温度で、２〜１２０分間熱処理した。この熱処理後、予備焼結された、かつ二ケイ酸リチウムガラスセラミックをベースとする本発明によるブランクが存在していた。

（実施例５）
実施例１による組成物の焼結挙動の試験
実施例１による組成を有するガラスを溶融し、粒子数基準で平均粒径５０μｍを有するガラス粉末まで粉砕した。このガラス粉末に、プレスして、円筒を形成した。これらの円筒形ブランクの焼結挙動は、Ｉｖｏｃｌａｒ Ｖｉｖａｄｅｎｔ ＡＧからのＰｒｏｇｒａｍａｔ（登録商標）Ｐ５００型の炉内で、種々の温度でそれらを熱処理することによって試験した。それぞれの場合に、加熱速度２０℃／分およびそれぞれの温度における保持時間２分を使用した。その後、ブランクを室温まで冷却し、次いで、それぞれの場合に、ガラスセラミックの真密度に対するブランクの相対密度を決定した。相対密度から、残余線収縮ならびに拡大因子を計算した。

２５〜９００℃の範囲における温度についての結果は、下記の表ＩＩ中に示される。相対密度６９〜７０％を有する本発明による予備焼結した二ケイ酸リチウムガラスセラミックが、６００から８００℃の間に存在していた。

図１において、計算した拡大因子を、適用した温度に対してプロットしている。これから、驚くべきことに、６００〜８００℃の範囲において拡大因子が実質的に一定のままであり、曲線がプラトーを形成することを見ることができる。したがって、この領域で熱処理を適用する場合、選択する拡大因子の非常に正確な仕様が可能である本発明によるブランクを生成し得る。

この範囲（「プラトー」）を決定するのと同一の方法を、表Ｉ中に示した他の組成物についても使用した。

（実施例６）
実施例２による組成物の焼結挙動の試験
実施例２による組成物の焼結挙動を、実施例５と同様に試験した。相対密度について得られた値、残留線収縮、および拡大因子を、表ＩＩＩ中に掲げている。

拡大因子が、温度に対してプロットされ、得られた曲線が、図２中に示される。これから、試験した二ケイ酸リチウムガラスセラミックについてのプラトーが約６００〜約８５０℃の範囲にあることを見ることができる。相対密度６９〜７０％を有する、本発明による予備焼結した二ケイ酸リチウムガラスセラミックブランクが、この範囲内に存在する。

Claims (23)

1. 二ケイ酸リチウムガラスセラミックをベースとする、歯科目的のための予備焼結ブランクであって、ガラスセラミックの真密度に対して、６０〜９０％の相対密度を有し、前記ブランクは、さらに
   （ａ）粒子数基準で平均粒径＜１００μｍを有する、対応する出発ガラスの粉末が、２０ＭＰａ〜２００ＭＰａの圧力で一軸的にまたは静水圧的にプレスされ、ならびに
   （ｂ）得られたガラス粉末の圧粉体が、２〜１２０分間、
   （ｉ）５４０℃〜９００℃の範囲内である、および
   （ｉｉ）少なくとも３０Ｋにわたって広がり、相対密度の変動が、２．５％未満である範囲にある
   温度で熱処理される
   場合に得られる相対密度を有する、
   ブランク。
2. 前記ブランクが、ガラスセラミックの真密度に対して、６２〜８８％または６５〜８７％の相対密度を有する、請求項１に記載のブランク。
3. 前記粉末が、４０〜１２０ＭＰａまたは５０〜１００ＭＰａの圧力でプレスされる、請求項１または２に記載のブランク。
4. 前記得られたガラス粉末の圧粉体が、５〜６０分間または１０〜３０分間、熱処理される、請求項１から３のいずれか一項に記載のブランク。
5. 前記得られたガラス粉末の圧粉体が、少なくとも５８０℃である温度で熱処理される、請求項１から４のいずれか一項に記載のブランク。
6. 前記得られたガラス粉末の圧粉体が、少なくとも５０Ｋまたは少なくとも７０Ｋにわたって広がり、相対密度の変動が、２．０％未満または１．５％未満である範囲にある温度で熱処理される、請求項１から５のいずれか一項に記載のブランク。
7. 実質的に二ケイ酸リチウムガラスセラミックからなる、請求項１から６のいずれか一項に記載のブランク。
8. 前記ガラスセラミックが、主結晶相として二ケイ酸リチウムを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のブランク。
9. 前記ガラスセラミックが、１０体積％を超える二ケイ酸リチウム結晶を含有する、請求項８に記載のブランク。
10. 前記二ケイ酸リチウムガラスセラミックが、下記の成分：
    成分 重量％
    ＳｉＯ_２ ５０．０〜８０．０
    Ｌｉ_２Ｏ ６．０〜２０．０
    Ｍｅ（Ｉ）_２Ｏ ０〜１０．０
    Ｍｅ（ＩＩ）Ｏ ０〜１２．０
    Ｍｅ（ＩＩＩ）_２Ｏ_３ ０〜８．０
    Ｍｅ（ＩＶ）Ｏ_２ ０〜８．０
    Ｍｅ（Ｖ）_２Ｏ_５ ０〜８．０
    Ｍｅ（ＶＩ）Ｏ_３ ０〜８．０
    核生成剤 ０〜８．０、
    であって、
    Ｍｅ（Ｉ）_２Ｏが、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｒｂ_２Ｏ、Ｃｓ_２Ｏまたはそれらの混合物から選択され、
    Ｍｅ（ＩＩ）Ｏが、ＣａＯ、ＢａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯおよびそれらの混合物から選択され、
    Ｍｅ（ＩＩＩ）_２Ｏ_３が、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３およびそれらの混合物から選択され、
    Ｍｅ（ＩＶ）Ｏ_２が、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、ＧｅＯ_２およびそれらの混合物から選択され、
    Ｍｅ（Ｖ）_２Ｏ_５が、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５およびそれらの混合物から選択され、
    Ｍｅ（ＶＩ）Ｏ_３が、ＷＯ_３、ＭｏＯ_３およびそれらの混合物から選択され、ならびに
    核生成剤が、Ｐ_２Ｏ_５、金属およびそれらの混合物から選択される成分
    の少なくとも１種を含有する、請求項１から９のいずれか一項に記載のブランク。
11. 前記二ケイ酸リチウムガラスセラミックが、下記の成分：
    成分 重量％
    ＳｉＯ_２ ５０．０〜８０．０
    Ｌｉ_２Ｏ ６．０〜２０．０
    Ｍｅ（Ｉ）_２Ｏ ０．１〜１０．０
    Ｍｅ（ＩＩ）Ｏ ０．１〜１２．０
    Ｍｅ（ＩＩＩ）_２Ｏ_３ ０．１〜８．０
    Ｍｅ（ＩＶ）Ｏ_２ ０．１〜８．０
    Ｍｅ（Ｖ）_２Ｏ_５ ０．１〜８．０
    Ｍｅ（ＶＩ）Ｏ_３ ０．１〜８．０
    核生成剤 ０．１〜８．０、
    の少なくとも１種を含有する、請求項１０に記載のブランク。
12. それらの呈色または透光性によって異なる、少なくとも２つの領域を有する、請求項１から１１のいずれか一項に記載のブランク。
13. それらの呈色または透光性によって異なる、少なくとも２つの層を有する、請求項１から１１のいずれか一項に記載のブランク。
14. 加工装置のための保持具を有する請求項１から１３のいずれか一項に記載のブランク。
15. 歯科インプラントに接続するための接合部を有する、請求項１から１４のいずれか一項に記載のブランク。
16. 二ケイ酸リチウムガラスセラミックをベースとする、歯科目的のための予備焼結ブランクの調製方法であって、前記ブランクが、ガラスセラミックの真密度に対して、６０〜９０％の相対密度を有し、
    （ａ）粉末または粒状物の形態のケイ酸リチウムガラスが２０ＭＰａ〜２００ＭＰａの圧力で一軸的にまたは静水圧的にプレスされて、ガラスブランクを形成し、前記粉末または粒状物が、粒子数基準で＜１００μｍの平均粒径を有し、
    （ｂ）前記ガラスブランクが、二ケイ酸リチウムガラスセラミックをベースとする予備焼結ブランクを調製するために２〜１２０分間熱処理され、前記熱処理の温度が、
    （ｉ）５４０℃〜９００℃の範囲内であり、および
    （ｉｉ）少なくとも３０Ｋにわたって広がり、相対密度が、２．５％未満で変動する範囲にある
    方法。
17. ステップ（ａ）において、それらの呈色または透光性に関して異なる、少なくとも２種のケイ酸リチウムガラスが使用される、請求項１６に記載の方法。
18. 歯科修復物の調製方法であって、
    （ｉ）請求項１から１５のいずれか一項に記載の、前記二ケイ酸リチウムガラスセラミックをベースとする予備焼結ブランクが、機械加工により成形されて、前記歯科修復物の前駆体を形成し、ならびに
    （ｉｉ）前記前駆体が、前記歯科修復物を生成させるため実質的に緻密焼結される
    方法。
19. 前記歯科修復物の表面に、仕上げが提供される、請求項１８に記載の方法。
20. 前記機械加工が、コンピュータ制御されるミリングおよび／または削合装置により行われる、請求項１８または１９に記載の方法。
21. 請求項１６または１７に記載の方法が、前記二ケイ酸リチウムガラスセラミックをベースとする予備焼結ブランクを得るために行われる、請求項１８から２０のいずれか一項に記載の方法。
22. 前記歯科修復物が、クラウン、アバットメント、アバットメントクラウン、インレー、アンレー、ベニア、シェル、ブリッジおよび上部構造から選択される、請求項１８から２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 歯科修復物を調製するための、請求項１から１５のいずれか一項に記載のブランクの使用。